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CN101835941B - 人造草皮及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种人造草皮由草纤维(1)、草底部(2)和背胶(3)三部分组成，其中草纤维(1)和草底部(2)分别由聚乙烯、聚丙烯和/或聚酰胺制成，而背胶(3)由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液作为主材料，并加入填料、抗氧化剂等制成，通过将背胶组分制成胶浆并涂覆于装配有草纤维的草底部背面制成该人造草皮。

Description

人造草皮及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种新型人造草皮及其制造方法，并且更具体涉及含有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的人造草皮及其制造方法。
背景技术
由于人造草皮具有抗老化、防晒、防水、防滑、耐磨、脚感舒适、色泽鲜艳、使用寿命长、维护保养费用低、可全天候使用等优点，因此，近来在体育场馆、学校、宾馆以及建筑屋顶等多种场合得到了广泛应用。
人造草皮的结构主要是由草纤维、草底部和背胶组成。通常，草纤维和草底部由热塑性高分子材料制成，例如草纤维主要由聚乙烯制成，草底部主要由聚丙烯制成，而背胶则通常由热固性交联高分子材料例如硫化羧基丁苯橡胶或聚氨酯制成。背胶的作用是将草纤维固定在草底部上，使草不易从草底部抽出。背胶应该能将聚乙烯、聚丙烯粘合在一起，同时还要具有一定的强度、耐水、耐热、耐寒、抗老化等性能。
例如，现有的人造草皮背胶通常由羧基丁苯胶乳、碳酸钙、硫磺、促进剂制成。具体是在一定温度下(如145℃以上)，由硫化体系(硫磺、促进剂)引发羧基丁苯胶乳的交联，得到硫化羧基丁苯橡胶。经过硫化后的羧基丁苯橡胶是热固性高分子材料，分子链呈交联网状结构，不熔不溶，受热后只能分解，不能软化，不能回复到可塑状态。
现有的人造草皮中，草纤维和草底部是由热塑性高分子材料例如聚乙烯、聚丙烯制成，而背胶却是由例如硫化羧基丁苯橡胶或交联聚氨酯这类热固性高分子材料制成。众所周知，热塑性高分子材料可在特定的温度范围内反复加热软化、冷却固化加工成 型。而热固性交联高分子材料在一定温度等条件下硫化成型后，就不再能够通过升高温度而重新加工成型。因而，二者之间的相容性差，不能通过熔融共混等方法同时回收再利用。所以，由聚乙烯、聚丙烯、羧基丁苯橡胶或聚氨酯等材料制备的现有人造草皮不能统一回收再利用。一方面，废弃或焚烧人造草皮会导致环境污染和资源浪费；另一方面，将草纤维和草底部与背胶分离后再回收会导致回收成本过高。
发明内容
本发明针对现有人造草皮的材料互不相容、不能统一回收利用的问题，提出一种新型人造草皮，其中采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为背胶的主材料。
根据本发明的一个方面，提供一种人造草皮，该人造草皮由草纤维、草底部和背胶构成，其特征在于，背胶主要由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液(VAE)制成。
本文中术语“乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液”是指通常以乳液形式提供的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
根据本发明的实施方案，背胶使用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液(VAE)中的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯含量可以为约70～90mol％，优选约75～90mol％，更优选约80～90mol％，还更优选约85～90mol％；并且其固含量可以为约40～60重量％，优选约45～60重量％，更优选约50～60重量％，还更优选约55～60重量％。
在本发明的实施方案中，草纤维主要由聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺中的一种或多种制成，所述草底部主要由聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种制成。
根据本发明，背胶还可包含选自填料和抗氧化剂中的一种或多种添加剂。
填料可以选自炭黑、白炭黑、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑 石粉、蒙脱土、埃洛石、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种，优选重质碳酸钙、氢氧化镁和氢氧化铝。
抗氧化剂例如可以选自抗氧化剂1010、抗氧化剂245、抗氧化剂246、抗氧化剂264、抗氧化剂3125、抗氧化剂DSTP、抗氧化剂DLTP、抗氧化剂CA、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，6-二特丁基-4-甲氧甲基苯酚、抗氧化剂P-EPQ、硫代二丙酸二(十三)酯和硫代二丙酸月桂十八酯中的一种或多种。
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液中的水分干燥后即为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，EVA是热熔型的高分子材料。由于EVA不仅可以具有现有背胶采用的交联高分子材料的性能，而且是热塑性高分子材料，因而构成本发明人造草皮的聚合物材料可以都是热塑性高分子材料，彼此相容，有利于一起回收加工成复合材料，而不必分离后分别回收。因此，根据本发明制备的人造草皮解决了现有人造草皮不能统一回收利用的问题。
根据本发明的另一方面，还提供一种利用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液形成人造草皮背胶的人造草皮制造方法。
根据本发明的一个实施方案，所述方法包括以下步骤：将背胶组分预先混合均匀成为胶浆，所述背胶组分包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液；和将预先混合均匀的所述胶浆涂覆在装配有草纤维的草底部上。
根据本发明的一个实施方案，所述方法还可包括在涂覆所述胶浆之后，在110℃～150℃下处理涂覆有所述胶浆的人造草皮。
利用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液形成人造草皮背胶可以有利地简化生产工艺，节省设备投资、提高生产效率以及提高背胶对草底部的渗透性，从而增加草底部和草纤维之间的粘合强度，防止草纤维从草底部脱离。
根据本发明的又一方面，还提供一种人造草皮整体回收材料，该回收材料由本发明的人造草皮在约120℃～180℃下整体加热混合均匀而得到。
附图说明
图1示出根据本发明的人造草皮的结构和组成。
图2示出根据本发明的人造草皮制造方法的一个实施方案的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的人造草皮由草纤维、草底部和背胶三部分组成。草纤维和草底部的配方与现有人造草皮类似，而背胶则主要由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液(VAE)作为主材料与填料和抗氧化剂等制备。
本发明使用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液(VAE)中的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯含量可以为约70～90mol％，优选约75～90mol％，更优选约80～90mol％，还更优选约85～90mol％；并且其固含量可以为约40～60重量％，优选约45～60重量％，更优选约50～60重量％，还更优选约55～60重量％。
本发明使用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液(VAE)例如可以是DAIREN公司(DCC公司)的DA102和DA103。
本发明人造草皮的草纤维和草底部可根据现有技术制造并可市购，在此省略对其具体制造工艺的描述。以下仅给出本发明人造草皮的背胶的配方实例。
背胶配方实施例1：
VAE(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液)100份(重量份，下同)、滑石粉150份、抗氧化剂10101份。
背胶配方实施例2：
VAE(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液)100份、重质碳酸钙180份、抗氧化剂10102份。
以下具体描述本发明人造草皮的制造方法。为了方便起见，下文中将装配在一起的草纤维和草底部简称为草皮。
预先将上述背胶配方各组分混合均匀制备成胶浆备用。随后，将上述胶装放入胶槽中，使草皮以一定的速度通过胶槽上部进行上胶，上胶后的草皮以一定速度通过热风箱进行热处理，在热风箱中热风(110℃～150℃)由上至下吹向草皮。
如图2所示，具体工艺步骤如下：
1)把准备上胶的草皮拉到进草位置，接头处缝接整齐、牢固，按定位线把草皮均匀地进到U型堆草箱。
2)准备好乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液、填料和色浆，先将乳液从贮胶池打胶到混料釜内，并开启搅拌机搅拌大约5分钟，加入填料，搅拌约30分钟形成胶浆，在胶浆混合均匀的程度上加入色浆，再搅拌5分钟，取样测试其粘度，合格后(粘度在40000mPa.s～60000mPa.s)将其打入上胶釜内，供生产使用作为背胶，并不断搅拌，防止凝结。
3)打开总电源，调节压胶辊，并时展幅轨道的角度进行处理，再开机升温。当烘箱温度要求达到110～150℃，热风达到110～150℃时，准备上胶。
4)开启贮胶池阀门，使胶浆进入流胶槽，进草皮通过流胶槽，调节进草速度一般在1.5～3.2m/s，以保证涂层均匀和不漏上胶。刮胶以草纤维根部上覆盖有胶浆为准，过程中随时留意胶浆使用情况，及时补充胶浆，保证胶浆用量，上胶均匀、牢固，且不漏胶，不缺胶；上胶后的草皮以1.5～3.2m/s的速度通过热风箱进行热处理，在热风箱中热风(110℃～150℃)由上至下吹向草皮
5)草皮均匀打孔，打孔针加热温度为270℃～300℃，使得打孔不遗漏及孔径均匀；
6)卷草保证端面整齐；和
7)保证每卷草的长度与生产计划相符合，并做好标识，将收卷好的草皮用BOPP包装膜包装牢固。
性能对比
表1示出现有人造草皮背胶和本发明的人造草皮背胶的性能对比。以下性能测试根据国家标准GB/T 20394-2006进行。
表1
Figure GPA00000746742100061
由表1可见，本发明的人造草皮背胶在草线束缚力方面优于现有人造草皮背胶，并且在其它性能方面与现有人造草皮背胶相当。
回收
现有人造草皮的草纤维、草底部和背胶在不经过分离的情况下，在加热到120℃～180℃时，不能够通过双螺杆挤出机等常规设备均匀混合，因而无法共同回收再利用。而本发明人造草皮的草纤维、草底部和背胶可以不经过分离，在加热到120℃～180℃时，能够通过双螺杆挤出机等常规设备均匀混合，得到均 匀的复合回收材料，并能够加工成人造草皮的草底部、桌椅、水桶、垃圾桶等产品。
以下示出本发明人造草皮回收后得到的复合回收材料的物理机械性能。
回收人造草皮一：背胶成分VAE 100重量％。
将上述组成的本发明人造草皮的草纤维、草底部和背胶一同粉碎并熔融共混后，按国家标准制备样条检测其物理机械性能，性能如下：
拉伸强度11.6MPa；拉伸模量207MPa；弯曲强度11.4MPa；弯曲模量358MPa；冲击强度30KJ/m2。回收人造草皮二：背胶成分：VAE 40重量％；重质碳酸钙59重量％；抗氧化剂1010 1重量％。
将上述组成的本发明人造草皮的草纤维、草底部、背胶一同粉碎并熔融共混后，按国家标准制备样条检测其物理机械性能，性能如下：
拉伸强度10.3MPa；拉伸模量277MPa；弯曲强度13.6MPa；弯曲模量387MPa；冲击强度10.1KJ/m2。
由以上数据可知，本发明的人造草皮统一回收得到的复合回收材料具备相当优异的物理机械性能，完全可以应用于一般塑料材料的各种用途。
本发明并不局限于上述实施例，这些实施例不以任何方式限制本发明的范围。本领域技术人员在权利要求的范围内所作出的任何改变和调整也应认为属于本发明的范围。

Claims (1)

1.一种人造草皮，所述人造草皮由草纤维、草底部和背胶构成；
所述草纤维由聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺中的一种或多种制成；
所述草底部由聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种制成；
所述背胶包含：
VAE100份、重质碳酸钙180份、抗氧化剂1010为2份。
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